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spring初始化源码代码浅析

2023-05-18 08:35

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前言

在《spring初始化源码浅析之关键类和扩展接口》中主要是关键类和扩展接口的介绍，本文主要是debug代码来看spring是如何初始化以及在分别在何时输出上文 demo中各扩展点的日志。

本文分为两部分：《spring初始化源码浅析之关键类和扩展接口》、《spring初始化源码浅析之代码浅析》

1、refresh()简介

通过ClassPathXmlApplicationContext构造方法进入 refresh方法

public void refresh() throws BeansException, IllegalStateException {
 synchronized (this.startupShutdownMonitor) {
  //容器刷新前做一些准备工作
  prepareRefresh();
  // 创建DefaultListableBeanFactory对象，解析出所有BeanDefinition信息，
  //注册缓存在DefaultListableBeanFactory的beanDefinitionMap属性中，供后面创建bean对象时使用
  ConfigurableListableBeanFactory beanFactory = obtainFreshBeanFactory();
  // 为beanFactory提供一些标准配置，如：类加载器、环境变量等
  prepareBeanFactory(beanFactory);
  try {
   // 为beanFactory提供一些个性配置，通过在子上下文中复写该方法来实现
   postProcessBeanFactory(beanFactory);
   //创建实现BeanFactoryPostProcessor的实现类，并执行接口的方法。
   //该方法执行完后会输出实例中的1-7步的日志
   invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);
   //创建BeanPostProcessor的实现类，并注册到BeanFactoryPostProcessor的beanPostProcessors列表中，
   //在后面创建普通非lazy对象时会遍历该列表回调前置和后置方法
   registerBeanPostProcessors(beanFactory);
   //跟国际化消息相关，没去研究过
   initMessageSource();
   //初始化该上下文的事件广播
   initApplicationEventMulticaster();
   //模板方法，在不同的容器刷新的时候可以自定义逻辑
   onRefresh();
   //创建ApplicationListener的实现类，并注册到该上下文中
   registerListeners();
   //完成所有剩余的非lazy的bean的创建
   finishBeanFactoryInitialization(beanFactory);
   //上下文的创建完成的一些设置和缓存清理，并发布创建完成事件
   finishRefresh();
  }catch (BeansException ex) {
	  ……
  }finally {
   //Reset common introspection caches in Spring's core, since we
   //might not ever need metadata for singleton beans anymore...
   resetCommonCaches();
  }
}

2、关键代码跟踪

先看《spring初始化源码浅析之关键类和扩展接口》文中代码执行结果：

2.1、obtainFreshBeanFactory()代码分析

首先找到beanFactory的入口方法，如下

继续debug进入refreshBeanFactory方法，如下

从下图中可以看到，XmlBeanDefinitionReader为加载BeanDefinition的关键类，而将beanFactoy作为构造参数主要是为了将创建好的BeanDefinition对象注册到beanFactory中，后面会贴出相应的代码,如下

继续断点进入XmlBeanDefinitionReader的loadBeanDefinitions方法，可见入参为main方法中的指定配置文件的名称,如下

断点继续走，跳过将applicationContext.xml文件解析成Document的过程，进入registerBeanDefinitions(Document doc, Resource resource)方法，入参为applicationContext.xml对应的Document对象，该方法构造一个BeanDefinitionDocumentReader对象来具体的负责从doc对象创建BeanDefinition对象，并注册到beanFactory中,如下

注意 BeanDefinitionDocumentReader的registerBeanDefinitions方法一个入参为XmlReaderContext对象，该对象的reader即为前面创建XmlBeanDefinitionReader对象。

继续断点进入以下方法：

最后进入DefaultListableBeanFactory的registerBeanDefinition方法，最后将创建好的BeanDefinition对象缓存到DefaultListableBeanFactory的一个ConcurrentHashMap中

最终将配置文件中所有的bean配置转成BeanDefinition对象缓存起来，供后面创建具体的bean对象使用。

2.2、invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)代码分析

进入方法发现逻辑都交给PostProcessorRegistrationDelegate类来处理：

断点一直走到下面方法，先尝试从单利的缓存中去找，找不到再通过单例工厂类创建对象:

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
        synchronized (this.singletonObjects) {
    Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null) {
           ………………
          singletonObject = singletonFactory.getObject();
          newSingleton = true;
          …………
          if (newSingleton) {
              //添加到单例缓存中
              addSingleton(beanName, singletonObject);
          }
        }
        return singletonObject;
        }
} 
 
//由于缓存单例对象的 hashmap没有hellword对象，进入singletonFactory.getObject()方法 ，
//继续断点到 AbstractAutowireCapableBeanFactory的doCreateBean放法
protected Object doCreateBean(final String beanName, final RootBeanDefinition mbd, final @Nullable Object[] args)
      throws BeanCreationException {
  // Instantiate the bean.
  BeanWrapper instanceWrapper = null;
  if (mbd.isSingleton()) {
     instanceWrapper = this.factoryBeanInstanceCache.remove(beanName);
  }
  if (instanceWrapper == null) {
    //创建bean对象的包装器，beanName=hellowordService，
    //该方法执行完成后输出第一步日志：1->HelloWorldService constructor
    instanceWrapper = createBeanInstance(beanName, mbd, args);
  }
  final Object bean = instanceWrapper.getWrappedInstance();//创建bean对象
  …………
  try {
     //从RootBeanDefinition 获取属性信息并填充到instanceWrapper对象
     populateBean(beanName, mbd, instanceWrapper);
     //进入初始化bean对象的操作
     exposedObject = initializeBean(beanName, exposedObject, mbd);
  }
  catch (Throwable ex) {
   if (ex instanceof BeanCreationException && beanName.equals(((BeanCreationException) ex).getBeanName())) {
      throw (BeanCreationException) ex;
   }
   else {
      throw new BeanCreationException(
            mbd.getResourceDescription(), beanName, "Initialization of bean failed", ex);
   }
}
  …………
  //将创建好的bean对象注册到缓存起来
  registerDisposableBeanIfNecessary(beanName, bean, mbd);
}
…………
protected Object initializeBean(final String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd) {
   if (System.getSecurityManager() != null) {
      AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Object>) () -> {
         invokeAwareMethods(beanName, bean);
         return null;
      }, getAccessControlContext());
   }
   else {
 // 开始调用各种ware接口的方法，会输出2、3、4步的日志
      invokeAwareMethods(beanName, bean);
   }
 
   Object wrappedBean = bean;
   if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
      //执行BeanPostProcessor的前置方法postProcessBeforeInitialization，由于
     //ApplicationContextAwareProcessor实现该接口，该类中会执行很多*Aware的类，而hellwordService
    //实现ApplicationContextAware类，所在会输出：4->ApplicationContextAware.setApplicationContext:
      wrappedBean = applyBeanPostProcessorsBeforeInitialization(wrappedBean, beanName);
   }
 
   try {
      //init bean对象
      invokeInitMethods(beanName, wrappedBean, mbd);
   }
   catch (Throwable ex) {
      throw new BeanCreationException(
            (mbd != null ? mbd.getResourceDescription() : null),
            beanName, "Invocation of init method failed", ex);
   }
   if (mbd == null || !mbd.isSynthetic()) {
     //执行BeanPostProcessor的后置方法postProcessAfterInitialization，
      wrappedBean = applyBeanPostProcessorsAfterInitialization(wrappedBean, beanName);
   }
 
   return wrappedBean;
}
private void invokeAwareMethods(final String beanName, final Object bean) {
   if (bean instanceof Aware) {
      if (bean instanceof BeanNameAware) {
         //日志输出 2->BeanNameAware.setBeanName:helloWorldService
         ((BeanNameAware) bean).setBeanName(beanName);
      }
      if (bean instanceof BeanClassLoaderAware) {
         ClassLoader bcl = getBeanClassLoader();
         if (bcl != null) {
            ((BeanClassLoaderAware) bean).setBeanClassLoader(bcl);
         }
      }
      if (bean instanceof BeanFactoryAware) {
        //日志输出 3->BeanFactoryAware.setBeanFactory:
         ((BeanFactoryAware) bean).setBeanFactory(AbstractAutowireCapableBeanFactory.this);
      }
   }
}
 
…………
 
protected void invokeInitMethods(String beanName, final Object bean, @Nullable RootBeanDefinition mbd)
      throws Throwable {
   boolean isInitializingBean = (bean instanceof InitializingBean);
   if (isInitializingBean && (mbd == null || !mbd.isExternallyManagedInitMethod("afterPropertiesSet"))) {
      if (logger.isTraceEnabled()) {
         logger.trace("Invoking afterPropertiesSet() on bean with name '" + beanName + "'");
      }
      if (System.getSecurityManager() != null) {
         try {
            AccessController.doPrivileged((PrivilegedExceptionAction<Object>) () -> {
               ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
               return null;
            }, getAccessControlContext());
         }
         catch (PrivilegedActionException pae) {
            throw pae.getException();
         }
      }
      else {
        //日志输出：5->InitializingBean.afterPropertiesSet
         ((InitializingBean) bean).afterPropertiesSet();
      }
   }
 
   if (mbd != null && bean.getClass() != NullBean.class) {
      String initMethodName = mbd.getInitMethodName();
      if (StringUtils.hasLength(initMethodName) &&
            !(isInitializingBean && "afterPropertiesSet".equals(initMethodName)) &&
            !mbd.isExternallyManagedInitMethod(initMethodName)) {
        //执行自定义init method方法，输出日志 ：6->init method
         invokeCustomInitMethod(beanName, bean, mbd);
      }
   }
  }
}

最后回到getSingleton方法：

public Object getSingleton(String beanName, ObjectFactory<?> singletonFactory) {
        ……
   //添加到单例缓存中
   addSingleton(beanName, singletonObject);
}

hellwordService对象创建完毕后，便执行下一步的invokeBeanFactoryPostProcessors方法，输出第7步日志：
7->BeanFactoryPostProcessor.postProcessBeanFactory 将peopleService的content属性修改为i am ok

到此为止，invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory);执行完毕

2.3、registerBeanPostProcessors(beanFactory)代码分析

可以看到代码和invokeBeanFactoryPostProcessors(beanFactory)的代码模式几乎一样，在本方法中会创建所有实现BeanPostProcessor接口类并注册到beanFactory中供后面对象创建时回调，代码不再做分析

protected void registerBeanPostProcessors(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
   PostProcessorRegistrationDelegate.registerBeanPostProcessors(beanFactory, this);
}

2.4、registerListeners();代码分析

protected void registerListeners() {
   // Register statically specified listeners first.
   for (ApplicationListener<?> listener : getApplicationListeners()) {
      //hellowordService便在此处注册
      getApplicationEventMulticaster().addApplicationListener(listener);
   }
…………
}

2.5、finishBeanFactoryInitialization(beanFactory)代码分析

断点直接进入一下代码：

public void preInstantiateSingletons() throws BeansException {
   if (logger.isTraceEnabled()) {
      logger.trace("Pre-instantiating singletons in " + this);
   }
   List<String> beanNames = new ArrayList<>(this.beanDefinitionNames);

   // Trigger initialization of all non-lazy singleton beans...
   for (String beanName : beanNames) {
      RootBeanDefinition bd = getMergedLocalBeanDefinition(beanName);
      if (!bd.isAbstract() && bd.isSingleton() && !bd.isLazyInit()) {
         if (isFactoryBean(beanName)) {
            Object bean = getBean(FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
            if (bean instanceof FactoryBean) {
               final FactoryBean<?> factory = (FactoryBean<?>) bean;
               boolean isEagerInit;
               if (System.getSecurityManager() != null && factory instanceof SmartFactoryBean) {
                  isEagerInit = AccessController.doPrivileged((PrivilegedAction<Boolean>)
                              ((SmartFactoryBean<?>) factory)::isEagerInit,
                        getAccessControlContext());
               }
               else {
                  isEagerInit = (factory instanceof SmartFactoryBean &&
                        ((SmartFactoryBean<?>) factory).isEagerInit());
               }
               if (isEagerInit) {
                  getBean(beanName);
               }
            }
         }
         else {
            //所有非lazy对象便在此处创建,如实例中的peopleServcie，对象创建过程前面已分析
           //peopleServcie的创建过程回掉beanpostProcessors的前置和后置方法，输出日志：
           //8->BeanPostProcessor.postProcessBeforeInitialization->peopleService
           //9->BeanPostProcessor.postProcessAfterInitialization->peopleService
            getBean(beanName);
         }
      }
   }
…………
}

2.4、finishRefresh()代码分析

protected void finishRefresh() {
   // Clear context-level resource caches (such as ASM metadata from scanning).
   clearResourceCaches();
   // Initialize lifecycle processor for this context.
   initLifecycleProcessor();
   // Propagate refresh to lifecycle processor first.
   getLifecycleProcessor().onRefresh();
   // Publish the final event.
   //发布ContextRefreshedEvent事件，输入日志
   //10->ApplicationListener.onApplicationEvent:
   publishEvent(new ContextRefreshedEvent(this));
   // Participate in LiveBeansView MBean, if active.
   LiveBeansView.registerApplicationContext(this);
}

到此代码分析完毕，以上只是简要的分析了初始化过程中关键代码，还有很多细节大家可自己断点跟踪。